亞硝酸鹽或硝酸鹽含量的檢測裝置及檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于海水化學分析技術領域，具體地說，是涉及一種用于檢測海水中的亞硝酸鹽和硝酸鹽含量的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]亞硝酸鹽、硝酸鹽廣泛存在于海洋水體中，是海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的重要參數(shù)之一。目前，海水中的亞硝酸鹽及硝酸鹽測定主要是根據(jù)海洋監(jiān)測規(guī)范(GB 17378-2007)，采用基于調查船的現(xiàn)場采樣-實驗室測定法。該方法存在實時性差、待測樣品溶液易受污染、浪費人力物力等缺點。近年來，在線測定裝置和方法成為海洋領域的研究熱點之一。
[0003]目前，海水中亞硝酸鹽、硝酸鹽的主要測定方法是分光光度法，利用Griess反應顯色后進行定量測定。其中，亞硝酸鹽可以直接與顯色劑反應進行檢測；硝酸鹽則需要還原成亞硝酸鹽后再進行測定。還原硝酸鹽常用的方法是鎘柱還原法，即在PH = 8的條件下，硝酸鹽被鍍銅鎘粒還原成亞硝酸鹽后再進行測定。該方法雖然還原效率較高，但隨著使用次數(shù)的增加，會出現(xiàn)還原效率下降的問題，需要重新活化鎘粒，重新填充裝柱，操作比較耗時。
[0004]現(xiàn)有對海水中亞硝酸鹽、硝酸鹽的在線檢測主要是依靠流動注射技術，即時測定顯色生成物的吸光度。但是，此時的檢測點不一定是反應完成度最高的點，存在平行性差、穩(wěn)定性差、反應不完全等問題。而且，在反應流路中，很容易產生氣泡，在很大程度上會影響檢測結果的準確性。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于檢測海水中的亞硝酸鹽和硝酸鹽含量的裝置及方法，以簡化操作流程，提高檢測結果的穩(wěn)定性和準確度。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn):
[0007]一種亞硝酸鹽或硝酸鹽含量的檢測裝置，包括:第一三通電磁閥，其常通入口用于接收待檢測的樣品溶液，其常閉入口用于接收蒸餾水；第二三通電磁閥，其常通入口連通第一三通電磁閥的出口；第三三通電磁閥，其常通入口連通第二三通電磁閥的出口，其常閉入口用于接收緩沖溶液；第四三通電磁閥，其常通入口連通第三三通電磁閥的出口，其常閉入口通過鎘圈連通所述第三三通電磁閥的出口 ；第五三通電磁閥，其常通入口連通第四三通電磁閥的出口，其常閉入口用于接收第一顯色劑；第六三通電磁閥，其常通入口連通第五三通電磁閥的出口，其常閉入口用于接收第二顯色劑；蠕動栗，其入口連通第六三通電磁閥的出口 ；流動比色皿，其入口連通蠕動栗的出口，在所述流動比色皿上設置有光入射口和光出射口；光源，其正對所述流動比色皿的所述光入射口，發(fā)射光線照射流動比色皿內的液體；光接收器，其正對所述流動比色皿的所述光出射口，接收通過光出射口射出的光線，并轉換成電信號，輸出至信號處理系統(tǒng)；第七三通電磁閥，其入口連通流動比色皿的出口，其常通出口用于排出廢液，其常閉出口連通第二三通電磁閥的常閉入口。
[0008]優(yōu)選的，所述流動比色皿由石英制成，其內部為長方體或者柱型腔體，外面包裹有黑色聚乙烯避光外殼；所述流動比色皿的出口位于流動比色皿的頂部；所述光入射口和光出射口分設在流動比色皿的左側壁和右側壁上，且位于同一軸線上。
[0009]優(yōu)選的，所述光源為中心波長為530nm的LED燈；所述光接收器為光電二極管。
[0010]優(yōu)選的，所述鎘圈優(yōu)選由鎘管環(huán)繞而成，在所述鎘管的外面包覆有PVC保護層，以隔絕空氣和水。
[0011]進一步的，在所述檢測裝置中還包括一個三通，所述三通為T型或Y型，其入口連通所述第三三通電磁閥的出口，其兩個出口一個連通所述第四三通電磁閥的常通入口，另一個通過所述鎘圈連通所述第四三通電磁閥的常閉入口。
[0012]為了方便檢測裝置中各部件的整體裝配，在所述檢測裝置中還包括一流體多歧管閥板，在所述流體多歧管閥板的內部刻有流體通道，將所述蠕動栗、流動比色皿、光源、光電二極管、鎘圈和所有的三通電磁閥安裝在所述流體多歧管閥板上，各路三通電磁閥之間通過所述流體通道連通。
[0013]基于上述亞硝酸鹽或硝酸鹽含量的檢測裝置，本發(fā)明還提供了一種亞硝酸鹽含量檢測方法，包括以下步驟:
[0014]a、開啟蠕動栗、光源和第一三通電磁閥，栗入蒸餾水沖洗所述檢測裝置的流路，并通過光接收器采集入射光強I。；
[0015]b、關閉所述的第一三通電磁閥，將其出口切換至與其常通入口連通，栗入已知濃度的亞硝酸鹽標準溶液；
[0016]C、開啟第五三通電磁閥，栗入一定量的第一顯色劑后，關閉所述第五三通電磁閥；開啟第六三通電磁閥，栗入一定量的第二顯色劑后，關閉所述第六三通電磁閥；
[0017]d、開啟第二三通電磁閥和第七三通電磁閥形成閉環(huán)流路，使所述亞硝酸鹽標準溶液與第一顯色劑和第二顯色劑所形成的混合液在環(huán)流中充分反應顯色；
[0018]e、開啟所述光源照射流動比色皿中的混合液；
[0019]f、通過所述光接收器采集透射光強I1,由公式A = -1g(I1Z10)計算出所述標準溶液中亞硝酸鹽的吸光度；
[0020]g、關閉所述第二三通電磁閥和第七三通電磁閥，排出廢液；
[0021]h、更換不同濃度的亞硝酸鹽標準溶液，重復執(zhí)行所述步驟a_g，繪制出亞硝酸鹽的吸光度-濃度關系曲線；
[0022]1、將亞硝酸鹽標準溶液替換成待測的樣品溶液，重復執(zhí)行步驟a_g，根據(jù)計算出的樣品溶液中的亞硝酸鹽的吸光度以及所述亞硝酸鹽的吸光度-濃度關系曲線，獲得所述樣品溶液中亞硝酸鹽的含量cno2--n。
[0023]為了提高檢測結果的準確性，優(yōu)選在對所述樣品溶液進行光照檢測時，采集多組透射光強，計算出多組亞硝酸鹽含量值，然后對所述的多組亞硝酸鹽含量值求平均，作為最終的測量結果。
[0024]基于上述亞硝酸鹽或硝酸鹽含量的檢測裝置，本發(fā)明還提供了一種硝酸鹽含量檢測方法，包括以下步驟:
[0025]a、開啟蠕動栗、光源和第一三通電磁閥，栗入蒸餾水沖洗所述檢測裝置的流路，并通過光接收器采集入射光強I。；
[0026]b、關閉所述的第一三通電磁閥，將其出口切換至與其常通入口連通，栗入已知濃度的亞硝酸鹽標準溶液；
[0027]C、開啟第五三通電磁閥，栗入一定量的第一顯色劑后，關閉所述第五三通電磁閥；開啟第六三通電磁閥，栗入一定量的第二顯色劑后，關閉所述第六三通電磁閥；
[0028]d、開啟第二三通電磁閥和第七三通電磁閥形成閉環(huán)流路，使所述亞硝酸鹽標準溶液與第一顯色劑和第二顯色劑所形成的混合液在環(huán)流中充分反應顯色；
[0029]e、開啟所述光源照射流動比色皿中的混合液；
[0030]f、通過所述光接收器采集透射光強I1,由公式A = -1g(I1A0)計算出所述標準溶液中亞硝酸鹽的吸光度；
[0031]g、關閉所述第二三通電磁閥和第七三通電磁閥，排出廢液；
[0032]h、更換不同濃度的亞硝酸鹽標準溶液，重復執(zhí)行所述步驟a-g，繪制出亞硝酸鹽的吸光度-濃度關系曲線；
[0033]1、將亞硝酸鹽標準溶液替換成待測的樣品溶液，重復執(zhí)行步驟a_g，根據(jù)計算出的樣品溶液中的亞硝酸鹽的吸光度以及所述亞硝酸鹽的吸光度-濃度關系曲線，獲得所述樣品溶液中亞硝酸鹽的含量CNO2-N ;
[0034]j、繪制硝酸鹽的吸光度-濃度關系曲線，包括以下步驟:
[0035](I)開啟蠕動栗、光源和第一三通電磁閥，栗入蒸餾水沖洗所述檢測裝置的流路，并通過光接收器采集入射光強I。’ ；
[0036](2)關閉所述的第一三通電磁閥，將其出口切換至與其常通入口連通，栗入已知濃度的硝酸鹽標準溶液；
[0037](3)開啟第三三通電磁閥，栗入一定量的緩沖溶液，然后開啟第二三通電磁閥和第七三通電磁閥，形成封閉環(huán)流，使緩沖溶液與硝酸鹽標準溶液充分混合形成均一溶液；
[0038](4)開啟第四三通電磁閥，使加入緩沖溶液的硝酸鹽標準溶液流過鎘圈進行多次還原，將所述標準溶液中的硝酸鹽還原成亞硝酸鹽；
[0039](5)開啟第五三通電磁閥，栗入一定量的第一顯色劑后，關閉所述第五三通電磁閥；開啟第六三通電磁閥，栗入一定量的第二顯色劑后，關閉所述第六三通電磁閥；
[0040](6)開啟第二三通電磁閥和第七三通電磁閥形成閉環(huán)流路，使所述均一溶液與第一顯色劑和第二顯色劑所形成的混合液在環(huán)流中充分反應顯色；
[0041](7)開啟所述光源照射流動比色皿中的混合液；
[0042](8)通過所述光接收器采集透射光強I/，